TODAS APOLS - Transf. de Calor - Gabarito.

Prévia do material em texto

APOL 01
Questão 1/5 - Transferência de Calor
Determinar o fluxo de calor por convecção de ar para a superfície de um sólido, sabendo que a temperatura do fluido a montante da superfície é 227ºC e a temperatura da superfície é mantida a 30°C. Considerar o coeficiente de transferência de calor por convecção como sendo 20 W/m2 .
q = h A ΔTΔT
Nota: 20.0
	
	A
	q/A = - 3940 W/m2
Você acertou!
	
	B
	q/A = - 394 W/m2
	
	C
	q/A = - 39,4 W/m2
	
	D
	q/A = - 3,94 W/m2
Questão 2/5 - Transferência de Calor
Uma tubulação de Aço AISI 316 de ¾” de diâmetro interno e espessura de parede de 1mm de espessura é revestida externamente com manta de fibra de vidro de 3mm de espessura. Sabendo que a temperatura interna do tubo está a 200°C e a temperatura do ambiente externo é de 30°C, determinar o fluxo de calor por condução através do tubo.
Nota: 20.0
	
	A
	q'= -25740 W/m2
	
	B
	q'= -2574 W/m2
	
	C
	q'= -257,4 W/m2
	
	D
	q'= -25,74 W/m2
Você acertou!
Questão 3/5 - Transferência de Calor
Uma tubulação de aço Inox do tipo AISI 304 de 26,9mm de diâmetro externo e 1,4mm de espessura de parede é revestido externamente com poliestireno expandido extrudado com 15mm de espessura. Sabendo que dentro do tubo circula nitrogênio líquido a -73°C e que o ambiente externo tem uma temperatura média anual de 25°C, determinar o fluxo de calor do ambiente externo para a tubulação.
Nota: 20.0
	
	A
	q'=3,53 W/m2
Você acertou!
	
	B
	q'=35,3 W/m2
	
	C
	q'=353 W/m2
	
	D
	q'=3,53 kW/m2
Questão 4/5 - Transferência de Calor
Processos de transferência de calor podem ser quantificados por meio de equações de taxa apropriadas. Quando se tem um gradiente de temperatura dentro de uma substância homogênea, isso resulta em uma taxa de transferência de calor dada pela equação: 
                                                                      q = - k. A. (δT/δxδT/δx )
Em que: q = quantidade de calor (W);  k = condutividade térmica (W/m.K);  A = área da seção transversal (m2 ) e δT/δxδT/δx = gradiente de temperatura na direção normal à área de seção transversal (K/m) .
Esta equação representa qual lei da Transferência de Calor?
Nota: 20.0
	
	A
	Lei de Newton da condução
	
	B
	Lei de Fourier da convecção
	
	C
	Lei de Newton da convecção
	
	D
	Lei de Fourier da condução
Você acertou!
Conforme Aula 01, Material de Leitura, páginas 05 e 06:
A equação representa a Lei de Fourier da condução
Questão 5/5 - Transferência de Calor
Sabendo que para se fazer um bom churrasco a temperatura ideal para o braseiro de uma churrasqueira é de 380°C, e que esta parede é composta por tijolo refratário de argila queimada com área superficial de troca térmica de 7,5m2 e espessura de parede de 66mm, determinar a quantidade de calor cedida para o meio externo por condução, sabendo que a temperatura ambiente se encontra a 30°C.
Nota: 20.0
	
	A
	q = - 398 kW
	
	B
	q = - 39,8 kW
Você acertou!
	
	C
	q = - 398 W
	
	D
	q = - 39,8 W
APOL 02
Questão 1/5 - Transferência de Calor
Uma parede plana composta de uma camada interna de compensado de madeira de 20mm, seguida de aglomerado de alta densidade de 12 mm de espessura, e madeira de lei de 10mm. Determinar a quantidade de calor unidirecional que passa por esta parede, sabendo que a temperatura externa média é de 32°C e a interna é mantida a 24°C e que a área de seção transversal da parede é de 60 m2.
Nota: 0.0
	
	A
	q = 1600 W
	
	B
	q = 160 W
	
	C
	q = 16000 W
	
	D
	q = 160000 W
Questão 2/5 - Transferência de Calor
Neste tipo de convecção, o movimento relativo entre o fluido e a superfície é mantido por meios externos, como um ventilador/soprador ou uma bomba, e não pelas forças de empuxo devidas aos gradientes de temperatura no fluido. Qual é este tipo de convecção?
Nota: 20.0
	
	A
	Convecção Natural.
	
	B
	Convecção Forçada.
Você acertou!
Na convecção forçada, o movimento relativo entre o fluido e a superfície é mantido por meios externos, 
como um ventilador/soprador ou uma bomba, e não pelas forças de empuxo devidas aos gradientes de 
temperatura no fluido.
	
	C
	Convecção Plana.
	
	D
	Convecção Radial.
Questão 3/5 - Transferência de Calor
Determinar o fluxo de calor e o coeficiente de transferência de calor por convecção, para a ebulição da água em um Boiler de aço inox esmerilhado e polido, sabendo que a água está a 107°C e a temperatura da superfície do sólido está a 125°C.
Nota: 20.0
	
	A
	q/A = 6136 W/m2  e  h = 340, 89 W/m2K
	
	B
	q/A = 613600 W/m2  e  h = 34089 W/m2K
Você acertou!
	
	C
	q/A = 6136000 W/m2  e  h = 340890 W/m2K
	
	D
	q/A = 61360000 W/m2  e  h = 3408900 W/m2K
Questão 4/5 - Transferência de Calor
Determinar o fluxo de calor e o coeficiente de transferência de calor por convecção, para a ebulição da água em um Boiler de aço do tipo AISI 304 polido, sabendo que a água está a 102°C e a temperatura da superfície do sólido está a 117°C.
Nota: 20.0
	
	A
	309072 W/m2   e   20604,8 W/m2K
Você acertou!
	
	B
	30907,2 W/m2 e  2060,48 W/m2K
	
	C
	3090,72 W/m2   e   206,048 W/m2K
	
	D
	309,072 W/m2   e   20,6048 W/m2K
Questão 5/5 - Transferência de Calor
Determinar o fluxo de calor por convecção forçada que ocorre sobre uma placa plana, sabendo que água a 27°C está contida entre duas placas verticais, sendo que a anterior está a 80°C e a posterior está a 27°C. Observar que há uma velocidade crítica de circulação de 15 m/s a uma distância crítica de 300 mm da superfície da placa aquecida.
                                                
Nota: 20.0
	
	A
	1,71 . 1010 W/m2
	
	B
	1,71 . 103 W/m2
	
	C
	1,71 . 106 W/m2
Você acertou!
	
	D
	1,71 W/m2
APOL 03
Questão 1/5 - Transferência de Calor
Determinar o fluxo de calor por convecção forçada que ocorre sobre uma placa plana, sabendo que água a 22°C está contida entre duas placas verticais, sendo que a placa está a 70°C. Observar que há uma velocidade crítica de circulação de 8 m/s a uma distância crítica de 60,0577 mm da superfície da placa aquecida.
Nota: 0.0
	
	A
	q/A = 4272,864 W/m2
	
	B
	q/A = 42728,64 W/m2
	
	C
	q/A = 427286,4 W/m2
	
	D
	q/A = 4272864 W/m2
Questão 2/5 - Transferência de Calor
Água a 92°C condensa em um condensador de cobre , cuja temperatura superficial é 50°C, gerando uma vazão de condensado de 0,05kg/s. Determinar h para a condensação em regime laminar, sabendo que a área de troca térmica do condensador é de 50 m2.
Nota: 20.0
	
	A
	542,4 W/m2K
	
	B
	54,24 W/m2K
Você acertou!
	
	C
	5,424 W/m2K
	
	D
	0,5424 W/m2K
Questão 3/5 - Transferência de Calor
O coeficiente global de troca térmica é a medida da habilidade global de uma série de barreiras condutivas e convectivas para transferir calor. É  comumente aplicado ao cálculo de transferência de calor em trocadores de calor, mas pode também ser aplicado no cálculo de conforto térmico e outras aplicações. A expressão geral usada para esses cálculos é semelhante à Lei de Newton do resfriamento:
q=UAΔΔT =UA(T84 - T81) 
 Em que: q = calor trocado envolvendo transferência por condução e por convecção de calor (W) U = coeficiente global de troca térmica (W/m2K) A = área da seção transversal ao sentido de fluxo de calor ?T = (T84 - T81) = variação global da temperatura entre a temperatura interna e a externa do volume de controle (K). 
Como observações gerais a respeito do coeficiente global de troca térmica, temos que:
Nota: 20.0
	
	A
	Fluidos com baixas condutividades térmicas possuem coeficientes convectivos baixos, o que leva a 
elevados valores de U; A condensação e a evaporação são processos bastante eficientes de troca 
térmica e, portanto, seus coeficientes globais são baixos.
	
	B
	Fluidos com baixas condutividades térmicas possuemcoeficientes convectivos baixos, o que leva
 a baixos valores de U; A condensação e a evaporação são processos bastante eficientes de troca
 térmica e, portanto, seus coeficientes globais são elevados.
Você acertou!
Conforme Aula 04, Material de Leitura, pg.7:
Fluidos com baixas condutividades térmicas possuem coeficientes convectivos baixos, o que leva a baixos 
valores de U; A condensação e a evaporação são processos bastante eficientes de troca térmica e, portanto, 
seus coeficientes globais são elevados.
	
	C
	Fluidos com elevadas condutividades térmicas possuem coeficientes convectivos elevados, o que
 leva a baixos valores de U; A condensação e a evaporação são processos bastante eficientes de 
troca térmica e, portanto, seus coeficientes globais são baixos.
	
	D
	Fluidos com baixas condutividades térmicas possuem coeficientes convectivos baixos, o que leva a
 baixos valores de U; A condensação e a evaporação são processos bastante eficientes de troca 
térmica e, portanto, seus coeficientes globais são baixos.
Questão 4/5 - Transferência de Calor
Determinar a quantidade de calor e o coeficiente de transferência de calor por convecção, para a ebulição da água em um boiler de cobre riscado, sabendo que a área de troca térmica é de 60 m2, que água está a 97°C e que a temperatura da superfície do sólido está a 130°C.
Nota: 20.0
	
	A
	q = 77,37 MW   e   h = 39070,7 W/m2K
Você acertou!
	
	B
	q = 7,737 MW   e   h = 3907,07 W/m2K
	
	C
	q = 77,37 kW   e   h = 390,707 W/m2K
	
	D
	q = 7,737 kW   e   h = 39,0707 W/m2K
Questão 5/5 - Transferência de Calor
Uma aleta circular de liga de alumínio puro é montada em um tubo aquecido de 1’’ de diâmetro externo. A aleta tem espessura constante de 0,5mm e um raio externo de 25,4mm. Considerando que a temperatura da parede do tubo está a 127°C, determinar o calor perdido pela aleta, sabendo que o ar ambiente está a 27°C e tem h=24W/m2.
Nota: 20.0
	
	A
	q = 1,852 W
	
	B
	q = 18,52 W
Você acertou!
Conforme Aula 4, Tema 1 e Aula Prática 3
	
	C
	q = 185,2 W
	
	D
	q = 1852 W
APOL 04
Questão 1/5 - Transferência de Calor
As paredes interna e externa de um forno mufla tem temperaturas T1=430°C e T3=50°C, tendo emissividades e1=0,15 e e3=0,65. O espaço interno entre as paredes é preenchido com lã de rocha. Considerando que a lã de rocha seja transparente à radiação térmica, calcular o fluxo de calor transferido por radiação sem blindagem de radiação.
  
Nota: 20.0
	
	A
	q/A = 1836,29 W/m2
Você acertou!
	
	B
	q/A = 183,629 W/m2
	
	C
	q/A = 18,3629 W/m2
	
	D
	q/A = 18362,9 W/m2
Questão 2/5 - Transferência de Calor
Dois retângulos paralelos alinhados de X=120cm por Y=240 cm são paralelos e diretamente opostos. O retângulo inferior está a Ti=298 K. O superior está a Tj=317K. A distância entre os retângulos é de L=100 cm. Determinar o calor transferido por radiação entre as duas superfícies considerando ambos como corpos cinzentos com ei=0,3 e ej=0,7 e sem nenhuma outra radiação presente.
Nota: 0.0
	
	A
	qi = -6,2 W            qj = 33,7 W
	
	B
	qi = -0,62 W            qj = 3,37 W
	
	C
	qi = -0,062 W            qj = 0,337 W
	
	D
	qi = -0,0062 W            qj = 0,0337 W
Questão 3/5 - Transferência de Calor
Conforme se pode observar da figura abaixo, o corpo negro caracteriza-se pela completa absorção da radiação incidente. O corpo negro é, portanto, uma superfície ideal na transferência de calor por radiação, possuindo absortividade igual a 1. Com relação a essa absortividade:
Nota: 20.0
	
	A
	Essa absortividade depende do comprimento de onda e da direção de incidência.
	
	B
	Essa absortividade depende do comprimento de onda e independe da direção de incidência.
	
	C
	Essa absortividade independe do comprimento de onda e depende da direção de incidência.
	
	D
	Essa absortividade independe do comprimento de onda e da direção de incidência.
Você acertou!
Conforme Aula 5, Material de Leitura, pg 5:
Essa absortividade independe do comprimento de onda e da direção de incidência.
Questão 4/5 - Transferência de Calor
As paredes interna e externa de um refrigerador tem temperaturas T1= -4°C e T3=30°C, tendo emissividades e1=0,15 e e3=0,4. O espaço interno entre as paredes é preenchido com poliestireno expandido. Considerando que o poliestireno expandido seja transparente à radiação térmica, calcular o fluxo de calor transferido por radiação com blindagem de uma folha de alumínio com e2=0,09.
Nota: 20.0
	
	A
	q/A = -4,33W/m2
Você acertou!
	
	B
	q/A = -8,66W/m2
	
	C
	q/A = -43,3W/m2
	
	D
	q/A = -86,6W/m2
Questão 5/5 - Transferência de Calor
Determinar o calor transferido por radiação para dois retângulos perpendiculares, com aresta comum, sabendo que o retângulo j tem a aresta Z = 350mm, que o retângulo i tem aresta Y = 500mm e que ambos tem aresta X= 750mm. Considerar a temperatura Ti = 98°C, a temperatura Tj = 117°C e ambos como corpos negros, sem nenhuma outra radiação presente.
                                                                                    qij = F.Ai.s. (Ti4- Tj4)           qji = F.Aj.s. (Tj4- Ti4)
Nota: 20.0
	
	A
	qij = -1113 W                               qji = 779 W
	
	B
	qij = -111,3 W                               qji = 77,9 W
	
	C
	qij = -11,13 W                               qji = 7,79 W
Você acertou!
	
	D
	qij = -1,113 W                               qji = 0,779 W
Questão 1/5 - Transferência de Calor
Sabendo que um galpão possui iluminação artificial com lâmpadas fluorescentes com 20 conjuntos de duas lâmpadas de 1000 LUX cada, possui também 5 tornos CNC, cada um com motor de potência de 3CV e rendimento de 92%, mais um computador para comandos, com um funcionário em cada torno. Além destes, há mais dois funcionários de apoio, para pegar matéria prima aos tornos e levar o produto acabado para o setor de armazenamento e expedição, e um líder de produção, com 1 computador para o controle da produção. Neste galpão há 8 ventiladores de teto com motor de ½ CV e rendimento de 89%. Determinar a carga térmica devida a iluminação, equipamentos e pessoas. Considerar que cada computador dissipa 60W na forma de calor.
Nota: 20.0
	
	A
	q = 77,9444 W
	
	B
	q = 779,444 W
	
	C
	q = 7794,44 W
Você acertou!
	
	D
	q = 77944,4 W
Questão 2/5 - Transferência de Calor
Determinar a quantidade de calor por infiltração mais a ventilação, para um galpão com 20 funcionários que tem uma porta de 90x180cm aberta constantemente e que apresenta sistema de ventilação industrial com névoa. Neste galpão se deseja manter internamente uma temperatura de 24°C para uma umidade de 40%. No ambiente externo a temperatura média é de 30°C, para uma umidade média de 20%.
Nota: 20.0
	
	A
	q = 6995,85 W
Você acertou!
	
	B
	q = 6188,38 W
	
	C
	q = 807,47 W
	
	D
	q = 2708,38 W
Questão 3/5 - Transferência de Calor
A principal análise térmica que o engenheiro de produção deve fazer visando a melhor produtividade de uma unidade industrial é a determinação de sua Carga Térmica Total. A partir da determinação desta Carga Térmica Total todo o plano de ações e de investimento é elaborado visando dar as melhores condições de trabalho aos funcionários, em prol da maior produtividade. 
Esta Carga Térmica é definida como:
Nota: 20.0
	
	A
	Carga térmica total é a quantidade de calor total que deve ser adicionada ao ambiente de trabalho para que se atinja o conforto térmico. 
	
	B
	Carga térmica total é a quantidade de calor total que,  ao ser retirada do ambiente de trabalho, evita que se atinja o conforto térmico. 
	
	C
	Carga térmica total é a quantidade de calor total que deve ser retirada do ambiente de trabalho para que se atinja o conforto térmico. 
Você acertou!
Segundo Aula 06, Tema 01, Transparência 06:Carga térmica total é a quantidade de calor total que deve ser retirada do ambiente de trabalho para que se atinja o conforto térmico. 
	
	D
	Carga térmica total é a quantidade de calor total que,  ao ser adicionada ao ambiente de trabalho, evita que se atinja o conforto térmico. 
Questão 4/5 - Transferência de Calor
Um galpão de prestação de serviços de usinagem possui iluminação artificial com lâmpadas fluorescentes com 14 lâmpadas de 1000 LUX cada, possui também 3 tornos convencionais com motor de 1,5 CV e rendimento 89% e um torno CNC, com motor de potência de 3CV e rendimento de 92%, mais um computador para comandos, com um funcionário para cada torno. Além destes, há mais um funcionário de apoio, para pegar matéria prima para ser usinada nos tornos e levar o produto acabado para o setor de armazenamento e expedição. Determinar a carga térmica devida a iluminação, equipamentos e pessoas. Considerar que cada computador dissipa 60W na forma de calor.
Nota: 20.0
	
	A
	q = 28,65 W
	
	B
	q = 286,51 W
	
	C
	q = 2865,14 W
Você acertou!
	
	D
	q = 28651, 40 W
Questão 5/5 - Transferência de Calor
Determinar a carga térmica por condução e convecção da parede sul  de um galpão industrial de 25m de frente por 40m de profundidade e 5m de altura, com paredes construídas de bloco de concreto de furo retangular com 2 furos, de 20cm de espessura, com acabamento externo de tijolo de fachada de 4mm de espessura, tendo telhado de área 577m2 com telhas de fibra mineral de 3mm de espessura. Também possui na parede sul uma persiana de liga 195 de alumínio, de 1 m de altura por 10m de comprimento e 3mm de espessura. O galpão foi construído com a frente na face Norte. Considerar ar interno com ventilação forçada a 24km/h e a 24°C e ar externo a 12km/h e a 29°C. Considerar paredes pintadas de azul escuro e telhado pintados de cinza claro.
Nota: 20.0
	
	A
	qS = 4365 W
	
	B
	qS = 436,5 W
Você acertou!
	
	C
	qS = 4365 kW
	
	D
	qS = 436,5 kW